车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法与流程

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及汽车整车试验技术领域，具体涉及一种车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法。背景技术：2.商用车在实际使用中，经常会出现制动时干涉跑偏、颠簸路面方向盘摆振等现象，在应对中需要得到悬架系统在各种工况下的运动轨迹，由此来调整改善转向系统和悬架系统之间的运动干涉量。3.目前，对商用车转向系统和悬架系统的运动干涉量的确定，仅停留在理论计算层面，台架及整车试验的缺失，导致无法充分验证理论计算方法的正确性，无法精确有效地将干涉量控制在合理范围内，影响了整车的舒适性和操纵稳定性。技术实现要素：4.本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法，布置简便，数据可靠，实现了在整车上对钢板弹簧运动轨迹的实时测量，为设计开发提供数据支持。5.为实现上述目的，本发明所涉及的车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法，包括如下步骤：6.a)车辆停放：将车辆的前、后轮水平停放在台阶上；7.b)安装拉线位移传感器：在车辆的左右两侧车架处各安装三个拉线位移传感器，其中一个所述拉线位移传感器位于钢板弹簧中心点的正上方，另外两个位于所述钢板弹簧的侧面，探测所述钢板弹簧上的第一测量点和第二测量点，所述第一测量点和第二测量点分别位于所述钢板弹簧的中心点的上方和下方，且所述第一测量点、第二测量点与所述钢板弹簧的中心点位于同一条直线上；8.c)安装施力装置：在所述车架的前端和后端分别设置施力位置支架，两个所述施力位置支架之间通过钢丝绳串联有施力装置和拉压力传感器；9.d)数据采集：启动所述施力装置，采集两个所述拉压力传感器和六个拉线位移传感器的数据；10.e)钢板弹簧中心点位置及扭曲角计算：通过三角形法求得每个所述钢板弹簧上第一测量点和第二测量点的运动轨迹，设第一测量点、第二测量点和钢板弹簧中心点为刚体上的三点，设e1和e2为刚体基矢量，为向量单位化，e2为与e1垂直的单位向量，则各时刻向量：p1和p2为向量在刚体基坐标，在各时刻保持不变，在初始条件下求得向量坐标阵：求得各时刻向量：即得钢板弹簧中心点在试验车架坐标系中各时刻的位置，取各时刻向量在车架坐标系中向量角变化定义为钢板弹簧扭曲角；11.f)获得测量点轨迹随制动力变化特性：将所述步骤e)获得的钢板弹簧中心点位置轨迹减去初始位置得到测量点轨迹随制动力变化特性。12.优选地，所述步骤c)中，所述施力位置支架承受纵向力的点与满载状态下轮胎地面接触点等高。13.优选地，所述步骤d)中，启动所述施力装置时，左右两个所述施力装置同步进行，从0n施加到0.8g制动减速度对应的纵向制动力。14.优选地，所述步骤d)中，z0位置选择地面，x0位置选择车轴中间位置。15.优选地，所述步骤f)中，所述测量点轨迹随制动力变化特性包括扭曲刚度特性和变形轨迹特性。16.本发明与现有技术相比，具有以下优点：17.1、间接得到钢板弹簧随悬架系统运动的轨迹，测量精确，与钢板弹簧保持稳定不变的任意点都可以得出运动轨迹；18.2、通过使用拟合出钢板弹簧中心点的运动轨迹后，可根据运动轨迹做相应的调整，对改善驾驶舒适性和操纵稳定性有十分重要的意义。附图说明19.图1为本发明车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法中拉线位移传感器的安装示意图；20.图2为本发明中施力装置的安装示意图；21.图3为钢板弹簧板簧扭曲刚度特性示意图；22.图4为钢板弹簧扭曲变形轨迹特性示意图；23.图5为三角形法中圆弧相交示意图。24.图中各部件标号如下：25.车架1、拉线位移传感器2、施力位置支架3、钢丝绳4、施力装置5。具体实施方式26.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。27.本发明一种车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法，包括如下步骤：28.a)车辆停放：将车辆的前、后轮水平停放在台阶上；29.b)安装拉线位移传感器：如图1所示，在车辆的左右两侧车架1处各安装三个拉线位移传感器2，其中一个拉线位移传感器2位于钢板弹簧中心点p的正上方，另外两个位于钢板弹簧的侧面，探测钢板弹簧上的第一测量点b1和第二测量点b2，第一测量点b1和第二测量点b2分别位于钢板弹簧的中心点p的上方和下方，且第一测量点b1、第二测量点b2与钢板弹簧的中心点p位于同一条直线上；30.c)安装施力装置：如图2所示，在车架1的前端和后端分别设置施力位置支架3，两个施力位置支架3之间通过钢丝绳4串联有施力装置5和拉压力传感器6，施力位置支架3承受纵向力的点与满载状态下轮胎地面接触点等高；31.d)数据采集：启动施力装置5，左右两个施力装置5同步进行，从0n施加到0.8g制动减速度对应的纵向制动力，采集两个拉压力传感器6和六个拉线位移传感器2的数据，z0位置选择地面，x0位置选择车轴中间位置；32.e)钢板弹簧中心点位置及扭曲角计算：通过三角形法求得每个钢板弹簧上第一测量点b1和第二测量点b2的运动轨迹，设第一测量点b1、第二测量点b2和钢板弹簧中心点p为刚体上的三点，设e1和e2为刚体基矢量，为向量单位化，e2为与e1垂直的单位向量，则各时刻向量：p1和p2为向量在刚体基坐标，在各时刻保持不变，在初始条件下求得向量坐标阵：求得各时刻向量：即得钢板弹簧中心点p在试验车架坐标系中各时刻的位置，取各时刻向量在车架坐标系中向量角变化定义为钢板弹簧扭曲角；33.f)获得测量点轨迹随制动力变化特性：如图3和图4所示，将步骤e)获得的钢板弹簧中心点p位置轨迹减去初始位置得到测量点轨迹随制动力变化特性，测量点轨迹随制动力变化特性包括扭曲刚度特性和变形轨迹特性。34.本实施例中，三角形法的原理如图5所示，横向及垂向的拉线位移传感器2记录测量点b与传感器安装点(点a与点c)的距离(距离值为r1和r2)，不同时刻测量点的位置即为以点a和点c为圆心，以r1和r2为半径的圆弧交点，可通过绘图法求出位置点，获得测量点轨迹。35.上述方法巧妙地利用了三角形法测量两点在同一平面内的运动轨迹，从而得到钢板弹簧随悬架系统运动的轨迹。三角形法虽然只能得到平面内点的位置，但是对前悬架运动来说，跳动、制动工况下零件主要的运动就是在平行于车架的平面内，因此忽略y向的运动大大简化了测量和计算方法，而且对测量精度的影响可忽略。36.本发明车辆钢板弹簧扭曲变形运动轨迹测量方法，间接得到钢板弹簧随悬架系统运动的轨迹，测量精确，与钢板弹簧保持稳定不变的任意点都可以得出运动轨迹，其中最有意义的点为前桥节臂点，此点的运动轨迹直接关系转向系统和悬架系统的运动干涉量，此点的运动轨迹是否合适，转向拉杆运动轨迹和该点的运动轨迹重合度如何，直接影响了该车的性能，如干涉量过大，会导致垂直跳动时方向盘非人为转动、制动时跑偏等问题；通过使用拟合出钢板弹簧中心点的运动轨迹后，可根据运动轨迹做相应的调整，对改善驾驶舒适性和操纵稳定性有十分重要的意义。









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